Kısa devre = güç yok mu?

Şimdi bir şeyler inşa etmek istiyorum ve gerçekten bir şeyler öğrenmekle ilgileniyorum (sıfırdan başladığımı düşünün).
Bu yüzden tüm bu web sitesini okuyorum ve bu yazının aşağıdaki satırında bir süre kafamı çizmem gerekiyor:

[bir devrenin güç oranı hakkında]
Benzer şekilde, eğer kısa devre durumumuz varsa, akım akışı var ancak V = 0 voltajı yok, bu nedenle 0 x I = 0, yani devre içinde harcanan güç 0'dır.

Bir bataryanın iki ucuna da bağlarken bir şeyleri eritebileceğinizden eminim. Bunu kendim denemedim ama bir AAA pilin her iki ucuna metal bir tel ile dokunmak bile pırıltı ve ısı üretiyor. Kısa devre durumunda devre içerisinde harcanan güç olmadığı doğru mu?

Ayrıca, devrenin her iki ucu arasında voltaj düşmesi yoksa, bir devrede elektron akışı olamayacağını hatırlıyorum. Öyleyse, bahsettiğim çizgi biraz çelişkili değil mi?

Profesörünüz için çok zor olmamalısınız.

Enerji Verimliliği ile mücadelede yeni başlayanların çoğu, öğretme sürecinin bir parçası olarak teorik IDEAL devreleri hakkında konuşmamızdır. İdeal devrelerde, işler genellikle işlerin nasıl yürüdüğüne dair sezgisel ve deneysel düşüncelerinizin aksine olur

Kısa devreler, transformatörler, diyotlar ve birlikte çalıştığımız diğer her şey gibi şeyler, onları nasıl kullanmaya çalıştığımız kapsamında tanımlamak ve anlamak için kullandığımız ideal modellere sahiptir. Gerçek, çok daha karmaşıktır ve tamamen tanımlanması imkansız değilse de çok daha zordur.

$0\Omega$

Elbette gerçek hayatta, aküyü kısaltmak için kullandığınız telin küçük bir direnci var. Akünün kendisi de bir miktar dahili dirence sahiptir. İkisi de küçük olduğu için ortaya çıkan akım çok büyük. Bu, kabloda ve bataryada çok fazla güç harcandığı ve hızlı bir şekilde ısındığı anlamına gelir.

Söylediğim gibi, profesörünüze çok fazla zorlama. Pek çok EE gerçeği oldukça farklı olduğunu fark ederken ideallerini yüz değerinden kabul ediyor. İdeal modeller bize, gerçek dünya etkileri kaosunda kaybolmadan, işleri çalışma doğruluğu düzeyinde tasarlamamıza izin veren temel bir nokta verir.

Ancak, her zaman ideallerin bir efsane olduğuna dikkat etmek zorundayız.

AAA pilin her iki ucuna metal bir telle dokunmak bile pırıltı ve ısı üretir

Bu devreyi analiz etmek için, hem bataryanın iç direncini hem de telin gerçek direncini göz önünde bulundurmalısınız.

Gerçek bir tel sıfır dirençli olmadığından, gerçekten de bir miktar güç tele iletilir ve ısıya dönüşür.

Ayrıca, gerçek bir pilin iç direnci olduğundan, bir miktar güç, pilin hiçbir işe yaramadığı ve pile zarar verebileceği bir yerde ısıya dönüşür.

Açıklama (web sitesinden) yalnızca tamamen teorik olarak doğrudur, çünkü 0 ohm kısa olarak böyle bir şey yoktur. Tüm teller bir miktar dirence sahiptir ve bir akünün kendisi de iç dirence sahiptir. Profesörünüz gerçekten haklıydı - eğer akım varsa, o zaman çok küçük de olsa, voltaj düşmesi olabilir.

Aslında, bir devrede akımı ölçmenin bir yolu, yüke göre tipik olarak 0.01 ohm'luk küçük bir kalibre edilmiş direnç (şönt direnci) olarak yerleştirmek ve şöntün gerilim düşmesini (genellikle milli volt cinsinden) ölçmektir.

Kısa devreli sıfır voltaj, yalnızca sıfır direnç varsa geçerlidir. Bu teorik bir ifadedir.

Gerçekte (en azından bizim için oda sıcaklığında) her zaman bir miktar direnç olacak ve bu nedenle kısa devre biraz gerilime ve böylece güce sahip olacaktır.

Aşağıdaki ideal devreyi (a) göz önünde bulundurun. Devrenin içinden geçen 2 A akım var. A'dan B'ye, dirençten C'ye, sonra tekrar D'ye ve voltaj kaynağından A'ya, devreyi tamamlar.

Şimdi, AB telindeki voltaj düşüşü nedir ve orada ne kadar güç harcanır? Bu ideal bir teldir, bu yüzden direnci sıfırdır ve bu nedenle gerilim düşümü ve gücü de sıfırdır. İçinde akan 2 A akım olduğu gerçeğinden bağımsız olarak. İdeal bir tel olan bir kısa devre ve burada öğretmen söylediği gibi hiçbir gücü dağıtır biri bu.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

$V_2\ /\ R_2$$10\ \mathrm{V}\ /\ 0\ \Omega$$R_2$$\lim_{R_2\to0} {V_2\over R_2} = \infty$

Açıkçası, bir voltaj düşüşü de var, çünkü devrenin etrafındaki net voltaj sıfır olmalıdır. Sonsuz akımın sıfır olmayan voltaj süreleri sonsuz güç verir. Bu, (a) den farklıdır, çünkü burada, tüm voltaj kaynağı kısa devre yapıyordu.

^{bu devreyi simüle et}

Bir dizi direnç elemanı seri olarak bağlandığında ve bir voltaj kaynağı tarafından çalıştırıldığında, toplam güç miktarı toplam dirençle ters orantılı olacaktır (kesin olarak, bu gerilim karesi dirençle bölünür), ancak güç her bir dirençli eleman, direnci ile orantılı olacaktır.

Birinde seri olarak bağlanan 1 ohm'luk direncine sahip, 99 ohm'luk bir ampule sahip olan bir ampul varsa ve bu kombinasyon 100 voltluk bir kaynakla çalıştırılıyorsa, toplam güç 100 volt kare olacak şekilde 100 volt kare olacaktır. toplam direnç, yani 100 watt. Bu gücün% 99'u ampulde,% 1'i kabloda yayılır.

Ampulün direnci 0,001 ohm'a düşerse, harcanan toplam güç 100 volt kare olacaktır, böylelikle 1,001 ohm toplam direnç, yani 9,9990 watt. Bu gücün, kısa ampulde yaklaşık% 0,1 (10 watt) ve kabloda% 99,9 (9980 watt) harcanması gerekirdi. Direnç teli teline eşit olsaydı, ampuldeki maksimum güç dağılımının olacağını unutmayın. Bu durumda, 5.000 watt, tel ve ampul arasında eşit olarak bölünür (her biri 2.500 watt alır).

Bu idealizasyonda bile devreden geçen akımın hala sonlu olduğu ve dolayısıyla V = IR'nin V = 0 olduğu varsayımından kaynaklanıyor gibi görünmektedir .

Daha makul bir model, gerçek dünyadan bir kısa, gerilimin sıfır kalmayacağı; ideal sıfır direnç durumunda bu nedenle sonsuz akıma sahip olacaksınız . Güç P = IV de aynı şekilde sonsuz olacaktır.

Sorunuz beni meraklandırdı, ben de kendimi yayınladım . Nick Alexeev'in yorumunu düşünüyorum, temel olarak sorunuzu yanıtlıyoruz - okuduğunuz kısa devre modeli, erimeyen devreleri değil, daha iyi devreleri modellemek içindir.